炭素繊維による水質浄化

炭素繊維とは？

炭素繊維は、ほぼ炭素だけからできている繊維といえ、アクリル樹脂や石油、石炭からとれるピッチ等の有機物を繊維化して特殊な熱処理工程を経て作られる「微細な黒鉛結晶構造をもつ繊維状の炭素物質」です。「軽くて強く、腐食しない」先端機能材料といわれている炭素繊維は、軽くて優れた機械的な性質と、炭素質からくる優れた特性を併せもつため、いろいろな用途に幅広く使われています。 　炭素繊維の特長である大きな比表面積を、さらに賦活処理を施し大きくしたものが、活性炭素繊維です。活性炭素繊維は、その特長を活かした高機能吸着材として製品化されています。 ◇活性炭素繊維環境浄化材ＡＣＦはこちら 水利用（接触材として）に用いられる炭素繊維 　水質浄化材として、主に接触材に用いられる炭素繊維は、ＰＡＮ系（ポリアクリロニトリル繊維を炭素化して作られる。）の繊維で一般工業用とは異なり、水中での広がりを持たせるため特殊なサイジング処理が施されています。現在の水質浄化材は、７μmの微細フィラメントが12,000本又は15,000本集まり房(束)となっているものを使用して作られています。

注意 一般工業用炭素繊維を水質浄化用として販売されているものは、水利用向けにサイジング処理（のり付け）された炭素繊維製品とは異なりますのでご注意下さい。 水利用に表面処理された炭素繊維は、水中にてサイジング剤が溶け、繊維1本1本がばらけ広がります。一般工業用炭素繊維はエポキシ系のサイジング剤を使用しているため水中で溶けませんので、その効果は大きく異なります。 水質浄化用炭素繊維にて製造された水質浄化材は、「ミラカーボン」のみです。

	炭素繊維による水の浄化は、環境に負荷をかけない経済的（安価）かつ効果的方法です。
	炭素繊維の高い生物親和性により活性な生物膜を形成し、その微生物の働きで汚濁物質を捕集・分解します。
	また炭素繊維は魚類を呼び寄せ、産卵や稚魚の養育環境である藻場としての機能を発揮します。

炭素繊維のはたらき

水質浄化のしくみ

炭素繊維を水中に入れると、繊維1本1本がばらけ広がる。 ↓ 水中の汚濁物質や微生物が付着。 ↓ 付着した微生物が、活性な生物膜を形成し、汚濁物質を分解。
炭素繊維は、微生物を活性化させ、 魚類を呼び産卵や稚魚の養育環境の藻場となります。
水中に入れると繊維一本一本が広がります。	水中の汚濁物質や微生物が付着します。
付着した微生物が生物膜を形成します。 （写真は、炭素繊維を活性汚泥に入れたとき）	顕微鏡でみると微生物が確認できます。

炭素繊維の揺れ

炭素繊維の揺れによる水の動きと汚濁物質分解	微生物膜内の微生物の主な栄養（汚濁）物質と代謝成物

炭素繊維による水質浄化の原理

有機物の分解

好気・嫌気条件下の有機物分解	生物膜による有機物分解

栄養塩類（窒素・リン）の除去

生物学的窒素除去	生物・化学的リン除去

注意 　 炭素繊維による水質浄化は、炭素繊維自体の吸着効果だけではなく、繊維に固着する微生物膜の働きによるので、微生物膜が形成されない環境では水質浄化効果は現れづらくなります。また、もともと微生物のいない環境や貧酸素状態（溶存酸素DO不足）、流れの全くない状態では効果が現れるまで長い時間を要します。 したがって、より高い水質浄化効果を得る場合には、微生物環境をつくることが重要です。（対策：酸素供給、循環等）

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炭素繊維による水質浄化効果

特許